DE411151C - Mit Gas beheizte Ofenanlage, insbesondere fuer Gaserzeugung - Google Patents

Mit Gas beheizte Ofenanlage, insbesondere fuer Gaserzeugung

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DE411151C
DE411151C DEST33796D DEST033796D DE411151C DE 411151 C DE411151 C DE 411151C DE ST33796 D DEST33796 D DE ST33796D DE ST033796 D DEST033796 D DE ST033796D DE 411151 C DE411151 C DE 411151C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D91/00Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
    • F23D91/02Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2206/00Burners for specific applications
    • F23D2206/0015Gas burners for use in retort furnaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Description

  • mit Gas beheizte Ofenanlage, insbesondere für Gaserzeugung. Die Erfindung betrifft eine Gasfeuerung, die sich insbesondere für Gaserzeugungsöfen eignet und bei der die zur Beheizung des Ofens dienenden Heizgase in einem Heizgaserzeuger aus festen Brennstoffen gewonnen Sverden. Man hat bereits vorgeschlagen, die Wärme der Feuerungsgase, also derjenigen Gase, die den Heizraum des Ofens verlassen haben und somit für die Entgasung in den Ofenkammern nicht mehr aasnutzbar sind, dadurch auszunutzen, daß man den festen Heizbrennstoff, mit dem der Heizgaserzeuger beschickt wird, durch die Feuerungsgase in einem besonderen Raum, z. B. dem Zubringerschacht des Heizgaserzeugers, erhitzt, bevor die Heizgase erzeugt werden. Die Feuerungsgase, welche aus dem Heizraum des Heizgas-,erzeugers austreten, haben zumeist eine noch aasnutzbare Wärme, die man jedoch bisher für den Ofenbetrieb selbst noch nicht ausgenützt hat.
  • Ferner hat inan die Feuerungsgase zur Vorwärmung der Oberluft durch Wärrneausiauschvorrichtungen geführt; die heim Austritt aus diesen Wärmerückge«-innungseinrichtungen in den Feuerungsgasen aber bekanntlich noch enthaltene Wärme hat man ebenfalls für den eigentlichen Betrieb des Ofens noch nicht ausgenutzt, sondern nur für andere Zwecke, z. B. zur Warinwasserbereitung usw.
  • Durch die Erfindung ist nun bezweckt, bei den verschiedenen in Frage kommenden Heizbrennstoffen, insbesondere Steinkohle, Rohbraunkohle, Torf und Holz, die Hitze der Abgase restlos für den eigentlichen Ofenbetrieb selbst auszunutzen, indem die verschiedenen Wärmerückgewinnungseinrichtungen in bestimmter Weise hintereinander geschaltet werden.
  • Bei Verwendung von Steinkohle o. dgl. als Heizbrennstoff ist dies dadurch erreicht, daß die Heizzüge zur Beheizung des diesen Heizbrennstoff enthaltenden Raumes zwischen die Heizzüge des Ofens und die der Erhitzung der Verbrennungsluft dienenden Wärmeaustauschvorrichtungen geschaltet sind. Bei dieser Hintereinanderschaltung von Ofen, Heizraum des Heizgaserzeugers und Wärmeaustauschvorrichtung kann die Steinkohle durch die Abgase so weit entgast werden, daß diese Gase beim Eintritt in die Wärmeaustauschvor richtung gerade noch die Wärme haben, die zur Erhitzung der Oberluft erforderlich ist. Die Wärme der Abgase wird somit für die Entgasung und Vorwärmung des Reizbrennstoffes sowie für die Erhitzung der Oberluft, also lediglich für die Bedürfnisse des Ofenbetriebes selbst, restlos ausgenutzt.
  • Bei Verwendung von Rohbraunkohle o. dgl. als Heizbrennstoff, deren Entgasungstemper atur niedriger liegt, werden erfindungsgemäß die Heizzüge zur Beheizung des diesen Brennstoff enthaltenden Raumes zwischen zwei Wärmeaustauschvor richtungen gelegt. Durch die vorgeschaltete Wärmeaustauschvorrichtung wird die Wärme der Abgase bis auf die niedrigere Entgasungstemperatur der Rohbraunkohle unter Ausnutzung der Wärme für die Erhitzung eines Teils der Oberluft ausgenutzt und durch die nachgeschalteteWärmeatistauschvorrichtung für die Erhitzung des verbleibenden Teils der Oberluft, wobei die Wärmemenge verwertet wird, die bei der Entgasung der Rohbraunkohle nicht verbraucht wurde.
  • Bei sehr minderwertigen, insbesondere auch wasserhaltigen Heizbrennstoffen, wie Torf, kommt im wesentlichen nur eine derartige Erhitzung des Brennstoffes durch die Abgase in Betracht, daß die bei niedrigen Temperaturen entweichenden Stoffe ausgeschieden und auch das Wasser ausgetrieben wird. Bei Verwendung derartiger Heizbrennstoffe werden nach der Erfindung die Heizzüge zur Beheizung des diesen Brennstoff enthaltenden Raumes an die Wärineaustauschvorrichtungen des Ofens angeschlossen. Die Wärme der aus diesen austretenden Abgase reicht dann gerade noch aus, um diese Stoffe aus dem minderwertigen Heizbrennstoff auszutreiben.
  • Bei zonenweiser Beheizung des den Heizbrennstoff enthaltenden Raumes kann in fielen Fällen die Wärme der Abgase noch günstiger für die Behandlung des Heizbrennstoffes ausgenutzt werden.
  • Man hat auch bereits bei Koksöfen vorgeschlagen, einen Teil der Abgase des Ofens durch Wärmespeicher hindurchzuleiten und einen anderen Teil durch den Heizraum eines zur Vorverkokung der Kokskohle dienenden Behälters, also zur Vorbehandlung des in dem Ofen selbst zu behandelnden Gutes. Diese beiden Wärmerückgewinnungseinrichtungen sind dann parallel zum Heizraum des Ofens 'Jeschaltet, während bei der Gasfeuerung nach der Erfindung nur die Hintereinanderschaltung zur restlosen Ausnutzung der Abhitze für den Ofenbetrieb selbst verwendet wird. Die Parallelschaltung hat aber den wesentlichen \achteil, daß es nicht gelingt, die Temperatur der Abgase der jeweiligen Beschaffenlieit des vorzuwärmenden Brennstoffs im Sinne der Erfindung anzupassen, da die Teinperatur der Abgasteilströme die gleiche ist.
  • Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Gaserzeugungsofens finit im Ofenkörper liegendem Generator dargestellt.
  • Abb. i bis 3 zeigen eine Ausführungsform des Ofens, und zwar ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie A-B der Abb.2, die einen wagerechten Querschnitt nach der Linie C-D der Abb. i zeigt. Abb. 3 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Linie E-F der Abb.2. Abb.4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform des Ofens, wobei Abb. 4, einen der Abb. i entsprechenden Längsschnitt zeigt, Abb.5 ein Querschnitt nach der Linie G-H der Abb. 4 und Abb. 6 ein senkrechter Querschnitt nach der Linie I-K. der Abb. 5 ist. Abb. 7 bis 9 zeigen eine (li-itte Ausführungsform, wobei Abb.7 ein der Abb. i entsprechender Längsschnitt, Abb. 8 ein wagerechter Querschnitt nach der Linie L-1V1 der Abb. 7 und Abb. 9 ein senki-echter Querschnitt nach der Linie Ar-0 der Abb. 8 ist. Abb. io bis 12 zeigen eine Ab-:inderungsform, wobei Abb. io ein der Abb. i entsprechender Längsschnitt, Abb. i i ein wagerechter Querschnitt nach der Linie P-Q cler Abb. io und Abb. 12 ein senkrechter Querschnitt nach der Linie R-S der Abb. i i ist.
  • Die Vertikalretorten i werden beim dargestellten Ofen in der üblichen Weise durch Heizgase beheizt, die in einem sich unmittelbar anschließenden Generator 2 erzeugt werden. Die Heizgase treten durch Kanäle 3 in einen Sammelkanal 4 und aus diesem durch Kanäle 5 in die Heizzüge 6 der Retorten. Dort mischen sie sich mit der durch die Kanäle 7, 8, 9 in die Heizzüge 6 eintretenden Verbrennungsluft, die durch die seitlich vom Generator 2 angeordneten Rekuperatoren io vorgewärmt wird.
  • In den oberen Teil des Generators :2 sind zwei kleinere Vertikalretorten i i eingebaut, und zwar mit ihren Heizzügen 12. Diese Heizzüge sind bei der Ausführungsform nach Abb. i bis 3 unten durch Kanäle 13 an den Sammelkanal 14 für die Abgase des Retortenofens angeschlossen. Der Sammelkanal steht durch Öffnungen 15 in der üblichen Weise mit den Heizzügen 6 der Vertikalretorten i in Verbindung.
  • In die Heizzüge 12 der Retorten i i münden oben die Kanäle 16, die zum oberen Ende der Rekuperatoren io führen, an deren unteres Ende Kanäle 17 angeschlossen sind, die in den Fuchs münden.
  • Die Retorten i i werden mittels der Beschickungsvorrichtung 18 von oben mit dem festen Brennstoff, z. B. Steinkohle, beschickt, der zur Erzeugung der Heizgase für die Retorten i dient. Die Retorten i i sind oben durch eine Leitung i9 an die Ableitung 2o der Retorten i angeschlossen.
  • Die Heizgase treten daher, nachdem sie die Retorten i umspült und dabei den größten Teil ihrer Wärme an den Retorteninhalt abgegeben haben, durch die Öffnungen 15 aus den Heizzügen 6 als Abgase in den Sammelkanal 14 und aus diesem durch die Kanäle 13 mit einer Temperatur von etwa iooo° C in den unteren Teil der Heizzüge 12 der Retorten i i. `ach Umspülung dieser Retorten strömen die Abgase durch die Kanäle 16 in die beiden seitlichen Rekuperatoren io, fallen in diesen ab und entweichen durch die Kanäle 17 zum Fuchs.
  • Die Abmessungen der Retorten i i und der helcuperatoren io sind so gewählt, daß die aus den Kanälen 17 entweichenden Abgase eine praktisch ausnutzbare Wärme nicht mehr haben. Die in den Retorten i i enthaltene Steinkohle wird durch die Abgase auf ihre Entgasungstemperatur gebracht, wobei ein großer Teil der Wärme der Abgase :-erbraucht wird, während die noch verbleibende Wärme beim Durchströmen der Rekuperatoren io an die vorzuwärmende Verbrennungsluft abgegeben wird.
  • Die durch die Entgasung in den Retorten i i gewonnenen Destillationsgase treten durch die Leitung i9 in die Ableitung 2o der Retorteil i und mischen sich mit den darin erzeugten Destillationsgasen, so daß sie zur Leuchtgaserzeugung und Gewinnung der Nebenerzeugnisse beitragen. Da die schon stark entgaste Steinkohle aus den Retorten i i in glühendem Zustande in den unteren Teil des Generators 2 sinkt, bedarf es kaum noch der @' erbrelinung von Brennstoff, um die Kohle oder den Koks auf die zur Erzeugung der Heizgase erforderliche Verbrennungstemperatur zu bringen.
  • Durch die Ausnutzung der Wärme der Abg..:se zur Entgasung der Steinkohle in den Retorten i i werden daher nicht nur Destillationsgase und Nebenerzeugnisse gewonnen, sondern es wird auch an Heizbrennstoff gespart, während in Verbindung mit den Rekuperatoren i o eine restlose Ausnutzung der Wärme der Abgase erfolgt, und zwar ausschließlich für den Betrieb des die Vertikalretorten i enthaltenden Ofens.
  • Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 bis 6 schließen sich an den Sammelkanal 14 Kanäle 21 all, die zum oberen Ende der beiden Rekuperatoren führen, deren Gaskanäle durch wagerechte Scheidewäll(le 22 in zwei Abteilungen 23a, 23b unterteilt sind. An die oberen Gaskanäle 23a schließen sich am unteren Ende Kanäle 2d. an, die in den unteren Teil der Heizzüge 12 der Retorten i i münden. Voll den Heizzügen 12 führen oben Kanäle 25 zci den oberen Enden der unteren Gaskanäle 23f, die unten durch Kanäle 17 mit dein Fuchs in Verbindung stehen. Die Luftkanäle 26 der 1Zekuperatoren führen ununterbrochen voll unten nach oben unter LTingehung der Kanäle 25.
  • Die Retorten i i «erden z. B. mit Rohbraunkohle beschickt, deren Entgasungsremperatur etwa bei 700' C liegt. Die aus den Üfnungen 15 austretenden Abgase teilen sich in zwei Ströme, «-elche durch die Kanäle 21 in die oberen Gaskanäle 23a der Rekuperatoren ziehen, die in den Kanälen 26 aufsteigende Verbrennungsluft vorwärmen und durch die Kanäle 24 in die Heizzüge 12 der Retorten i i eintreten. Die Abmessungen der aus den Gaskanälen 23a und den Luftkanälen 26 bestehenden Rekuperatoren sind so gewählt, daß die Abgase durch die Wärmeabgabe in diesen Rekuperatorabteilungen auf eine Temperatur gekommen sind, die etwa der Entgasungsternperatur der Rohbraunkohle entspricht. Beim Durchtritt der Abgase durch die Heizzüge 12 wird daher die in der Retorte i i enthaltende Rohbraunkohle bei der günstigsten Temperatur entgast. Die Abgase treten dann durch die Kanäle 25 in die unteren Gaskanäle 23b der Rekuperatoren und entweichen durch die Kanäle 17 zum Fuchs. Hierbei geben die Abgase den grüßten Teil der nach ihrem Austritt aus den Heizzügen 12 ihnen noch innewohnenden Wärme an die in den Kanälen 26 der Abteilungen 23b aufsteigende Verbrennungsluft ab, so daß sie beim Austritt aus diesen Abteilungen keine praktisch verwertbare Wärmemenge mehr enthalten.
  • Durch Versetzung der Scheidewände 22 und entsprechende Verlegung der Kanäle 2q., 25 kann die Temperatur der Abgase bei ihrem hintritt in die Heizzüge 12 der Entgasungstemperatur des jeweilig verwendeten Heiz-1)rennstoffes angepaßt werden. Insbesondere lassen sich auch die Scheidewände leicht in vorhandene Rekuperatoren nachträglich einbauen. Infolge des Durchtritts der Abgase zuerst durch die oberen Abteilungen der beiden Rekuperatoren und dann nach Beheizung der Retorten i i durch die unteren Abteilungen ist eine bessere Wärmeverteilung im Gfenkörper erreicht, und die Gaskanäle, insbesondere der Sammelkanal 1q., erhalten günstigere Abmessungen, als wenn die Abgase zuerst durch den einen Rekuperator in seiner ganzen Höhe und dann nach Beheizung der Retorten i i durch den zweiten Rekuperator strömen würden.
  • An den Sammelkanal 14 schließen sich auch bei der Ausführungsform nach den Abb. 7 bis 9 Kanäle 2 i an, welche zu den Rekuperatoren io führen. Es stehen aber die unteren Enden der Gaskanäle der ungeteilten Rekuperatoren durch Kanäle 27 mit dein unteres Teil der Heizzüge 12 der Retorten i i in Verbindung. Oben sind die Heizzüge 12 durch eiheil Kanal 2,9 an einem Schornstein 29 all-(leschlossen.
  • ~ Diese Schaltung der Retorten i i wird z. B. verwendet, wenn sie mit Torf beschickt werden. Die Abgase durchströmen zuerst die ganzen Rekuperatoren io und treten durch die Kanäle 27 in die Heizzüge 12 der Retorten ii. Die Rekuperatoren sind so bemessen, drß die Abgase durch Abgabe von Wärme an die vorzuwärmende Verbrennungsluft bei ihrem Eintritt in die Heizzüge 12 nur noch eine Temperatur haben, bei welcher das im Torf enthaltende Wasser verdampft wird. Die Wärmemenge, welche die Abgase bei dieser Temperatur noch enthalten, wird durch die Beheizung der Retorten i i fast restlos verbraucht, so claß die Abgase in den Schornstein -2c> mit einer nicht mehr praktisch verwertbaren Wärme entweichen.
  • Die Heizzüge der Retorten i i sind bei der Ausführungsform nach Abb. 1o bis 12 durch eine Scheidewand 30 in zwei Abteilungen i2a, 12b unterteilt. Die untere Abteilung 12l' steht, wie bei der Ausführungsform nach Abb. i bis 3, am unteren Ende mit dem Sammelkanal 14 durch Kanäle 13 in Verbindung. Oben ist diese Abteilung durch Kanäle 31 an die oberen Enden der Rekuperatoren 1o angeschlossen, von deren unteren Enden Kanäle 32 zu dem unteren Ende der oberen Abteilung r211 führen. Oben steht diese Abteilung durch den Kanal 28 mit dem Schornstein 29 in Verbindung.
  • Die Abgase treten aus dem Sammelkanal 14 durch die Kanäle 13 unmittelbar in die Abteilung r 2b der Heizzüge der Retorten i r und aus dieser Abteilung erst durch dieKanäle31 in die Rekuperatorenio, so daßdie untere, imBereich der Abteilung 12b liegende Zone der Retorten i i stark beheizt wird. Nach Durchtritt durch die Rekuperatoren io strömen die Abgase durch die Kanäle 32 in die Abteilung r211 der Heizzüge der Retorten i r und treten aus dieser Abteilung durch den Kanal 28 in den Schornstein 29. Beim Eintritt in diese Abteilung haben die Abgase eine wesentlich niedrigere Temperatur als beim Eintritt in die Abteilung r2b, da sie einen großen Teil ihrer Wärme in den Rekuperatoren an die vorzuwärmende Luft abgegeben haben. Die im Bereich der Abteilung 1211 liegende Zone der Retorten i r wird also schwächer beheizt, und es können die Verhältnisse so getroffen sein, daß die Abgase beim Verlassen der Abteilung r211 keine praktisch ausnutzbare Wärme mehr besitzen.
  • Diese zonenweise Beheizung der Retorten i i ist z. B. bei Verwendung von nassem Holz als Heizbrennstoff zweckmäßig, damit im oberen Teile der Retorten das Wasser aus dem Holz ausgetrieben und darauf ini unteren Teile der Retorten das Holz verkokt wird, so (laß es zur Vergasung im Generator 2 zwecks Erzeugung der Heizgase geeigneter ist. Minderwertiger Brennstoff, der oft aus vielen losen Teilen besteht, kann auf diese Weise allinählich in den backenden Zustand übergefilhrt werden, der seine Vergasung im Generator 2 erst praktisch möglich macht.
  • Da zur Ausnutzung der Wärme der Abgase nur die Retorten i i mit ihren Heizzügen 12 in den oberen Teil des Generators 2 eingebaut und diese Heizzüge durch Kanäle mit den Heizzügen des Ofens und den Rekuperatoren verbunden zu werden brauchen, können Retortenöfen mit Generatorfeuerung leicht nachträglich gemäß der Erfindung eingerichtet «-erden. Die Erfindung eignet sich jedoch für Üfen aller Art, bei denen zur Erzeugung der Heizgase fester Brennstoff verwendet wird und die Erzeugungsstätte der Heizgase dicht bei dein zu beheizenden Ofen liegt.

Claims (5)

  1. PATE NT-A_NSPRi'CHE: r. Mit Gas beheizte Ofenanlage, insbesondere für Gaserzeugung, bei der der Heizbrennstoff vor der Erzeugung der Heizgase durch die Abgase der Ofenbeheizung v orerhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Steinkohle o. dgl. als Heizbrennstoff die Heizzüge (i2) des zur Vorwärmung dieses Brennstoffes dienenden Raumes (r i) zwischen die Heizzüge (6) des Ofens und die der Erhitzung der Verbrennungsluft dienenden Wärmeaustauschv orrichtungen (io) geschaltet sind (Abb. i bis 3).
  2. 2. Ofenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Rohbraunkohle o. dgl. als Heizbrennstoff die Heizzüge (r2) des zur Vorwärmung dieses Brennstoffes dienenden Raumes (i i) zwischen hintereinander geschaltete Wärmeaustauschvorrichtungen (io) gelegt sind (Abb. 4. bis 6).
  3. 3. Ofenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Torf, Holz o. dgl. als Heizbrennstoff die Heizzüge (12) des zur Vor -wärmung dieses Brennstoffes dienenden Raumes (i r) an die Abhitzekanäle der Wärmeaustauschvorrichtung (io) des Ofens angeschlossen sind (Abb. 7 bis 9).
  4. Ofenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzüge des zur Vorwärmung des Heizbrennstoffes dienenden Raumes (i i) in Abteilungen (r211, r2b) unterteilt sind, die getrennt von Abgasen verschiedener Temperatur durchströmt werden (Abb. io bis 12).
  5. 5. Ofenanlage nach Anspruch :2 mit mehreren neben dem Heizgaserzeuger angeordneten Wärmeaustauschvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschvorrichtungen durch wagerechte Scheidewände (22) in Abteilungen (23a, 23b) unterteilt und daß ferner Mittel vorgesehen sind, damit die Abgase der Ofenbeheizung vor dem Durchtritt durch die Heizzüge (r2) des zur Vorwärmung des Heizbrennstoffes dienenden Raumes (i i ) durch entsprechende Abteilungen aller @N"ärmeaustauschvorrichtungen und nach dem Durchtritt durch die Heizzüge (i2) durch entsprechende andere Abteilungen dieser Wärmeaustauschvorrichtungen hindurchströmen (Abb.4 bis 6).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972423C (de) * 1951-12-19 1959-07-16 Karl Dipl-Chem Bleyer Verfahren zur Beheizung eines Vertikalkammerofens

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